Question

如圖所示，質(zhì)量m=lkg的物體，開始以v₀=l0m/s的初速度沿粗糙的水平面向右運(yùn)動(dòng)，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2；同時(shí)物體受到一個(gè)與初速度方向相反的3N的F的作用，經(jīng)過3s，撤去外力F，求：（g取l0m/s²）
（1）物體在前3s的位移和平均速度．
（2）物體從運(yùn)動(dòng)到靜止的整個(gè)過程中摩擦力做的功．

Answer 1

分析：（1）先求解出開始的加速度，判斷出速度減為零的時(shí)間和位移，然后求出反向加速的位移和時(shí)間，最后求出平均速度；
（2）根據(jù)動(dòng)能定理對(duì)全過程列方程求解即可．

解答：解：（1）剛開始，物體受力如圖

根據(jù)牛頓第二定律，有F+μmg=ma₁
t₁=

v0

a1

解之得t₁=2s＜3s
即物體在前3s先向右減速，t₁=2s，再向左加速
t₂=1s
F-μmg=ma₂
前3s總位移為：
x=

v0

2

t1-

1

2

a2

t

2 2

=9.5m    方向水平向右

.

v

=

x

t

=

9.5

3

m/s=3.17m/s   方向水平向右
（2）對(duì)整個(gè)過程用動(dòng)能定理得：
-Fx+W_f=0-

1

2

m

v

2 0

解得
W_f=-21.5J
答：（1）物體在前3s的位移向右，為9.5m；平均速度為3.17m/s，向右；
（2）物體從運(yùn)動(dòng)到靜止的整個(gè)過程中摩擦力做的功為-21.5J．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是分析清楚滑塊的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況，然后對(duì)每個(gè)過程根據(jù)牛頓第二定律列式求解出加速度，再結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能定理列式求解．